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Primeros pasos en la modelización del transporte

Los modelos de transporte son una herramienta que permite analizar los patrones de movilidad en un área determinada a partir de expresiones matemáticas.

Tiene como objetivo recoger las relaciones de movilidad entre distintas zonas existentes en el ámbito de estudio y simular el comportamiento de los usuarios en la red vial, de modo que el tráfico generado refleje de manera adecuada el tráfico real observado en las carreteras.

El esquema de la modelización sigue los pasos del modelo clásico de 4 etapas:

A continuación, se describe, de manera general, los pasos a seguir para construir un modelo de transporte privado que tiene como objetivo estimar los cambios que se producirán como resultado de intervenciones de transporte. Para ello, es necesario tener un modelo del año base calibrado que represente la realidad.

El primer paso es la recogida de datos que generará la información necesaria que se utilizará durante cada etapa posterior.

La simulación de la movilidad en transporte privado requiere la construcción de un grafo de la red de carreteras, describe la red de carreteras del área de estudio y consta de nodos, arcos, zonas, centroides y conectores.

El tamaño y número de zonas del modelo es un factor crítico para determinar la precisión de un modelo y el tiempo que tarda en ejecutarse. Para poder obtener la matriz de viajes que alimentará el modelo, es necesario realizar previamente la zonificación que determina el origen y el destino de los viajes dentro del sistema de transporte. Las zonas de transporte se definen como divisiones territoriales que tienen agregadas características de los territorios y que en función de la necesidad del proyecto) pueden ser de mayor detalle o ser más agregadas (macrozonas) en los límites del modelo.

Ejemplo de zonificación en PTV VISUM. Distritos de Madrid

Los centroides de cada zona se localizan geográficamente en el centro de gravedad de la distribución poblacional, o en su caso, en el núcleo de población dominante y se unen a la red mediante conectores que permiten la generación/atracción de viajes desde y hacia cada una de las zonas. Los conectores identifican los lugares en los que la demanda de una zona aparece en la red.

Los nodos, inicio y fin de los arcos, representan los cruces o intersecciones de las vías y el cambio de las características de la vía. (Por ejemplo, número de carriles, velocidad…) Los arcos representan los diferentes tramos de las carreteras y cuentan con diferentes atributos que definen entre otras características, el número de carriles la capacidad y la velocidad.

 

Oferta de transporte en PTV VISUM

Una vez que está definida la oferta de transporte se introduce la matriz de viajes origen-destino acorde a la zonificación definida y se asigna a la red.

Existen diferentes métodos de asignación en los cuales cada viaje elegirá la mejor ruta a través de la red basándose en una combinación de tiempo y coste. Existen métodos de asignación más sencillos como la asignación “Todo o nada” que considera que no existe congestión en la red, por lo que los costes serían fijos y otros más complejos que tienen en cuenta las restricciones de capacidad como la asignación “Equilibro del usuario”. De esta manera, cada iteración se asigna un flujo de tráfico a cada tramo de la red, el cual implicará efectos de restricción por capacidad en este tramo y un nuevo tiempo de viaje, que sirven de punto de partida para la siguiente iteración.

Los resultados de esta primera asignación no tienen por qué reflejar directamente la realidad, lo cual justifica la importancia de llevar a cabo la fase de calibración y validación del modelo.

Los dos parámetros estadísticos más comúnmente utilizados para la calibración del modelo son el coeficiente de correlación de Pearson (R2) y el estadístico GEH.

  • Coeficiente de correlación de Pearson (coeficiente R2), el cual es la medida de la relación lineal entre los volúmenes calibrados y asignados en el modelo.
Ejemplo de calibración de un modelo
  • Estadístico GEH. Es una fórmula empírica utilizada para comparar el volumen asignado con el aforo de tráfico. Un GEH inferior a 5.0 define una adecuada correspondencia entre vehículos observados y simulados y se considera un modelo validado cuando el 85% de los volúmenes comparados tienen un GEH inferior a 5.0. La fórmula ,donde M es el flujo simulado y C el tráfico de los aforos, es la siguiente:

En cuanto a la construcción de un modelo de transporte para años futuros hay que tener en cuenta aquellos cambios que influyen en el comportamiento de los usuarios como los cambios en la demanda de viajes, cambios en la red de transporte y servicios de transporte, cambios en los usos del suelo.

 

 

Fuente

Previsiones de tráfico e ingresos en carreteras de peaje ,Robert Bain , 2009

Better Traffic and revenue forecasting, Luis Willumsen 2014

The use of transport models in transport planning and project, Jaspers ( Joint assistance in supporting projects in European Regions), 2014

Manual PTV VISUM

 

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